[대한민국 과학자]박현웅 경북대 에너지공학부 교수...인공광합성 연구분야 석학

“광합성 한계를 뛰어넘는 인공광합성 광촉매를 상용화해 향후 이산화탄소로 달리는 자동차를 실현하는 데 기여하고 싶습니다.”

박현웅 경북대 에너지공학부 교수는 햇빛을 이용해 이산화탄소를 탄소화합물로 변환시키는 인공광합성 연구분야에서 세계에서도 손꼽히는 연구자다.

박현웅 경북대 에너지공학부 교수. 박 교수는 아르곤을 에어로 잘못 읽고 실험한 결과 뜻하지 않게 좋은 결과를 낸 것이 인공광합성 연구의 시작이었다고 회상했다.

박 교수는 최근 강운석 박사후연구원을 비롯한 참여 연구원과 함께 이산화탄소를 다중탄소 지방족산(aliphatic acid)으로 전환시킬 수 있는 고효율 인공광합성 광촉매 원천소재를 개발하는 연구성과를 내놨다.

그는 “인공광합성 광촉매 소재 개발 최종 목표는 햇빛, 물, 이산화탄소만을 이용해 6개 탄소로 구성된 가솔린을 합성하는 것”이라면서 “이 목표가 실현되면 이산화탄소로 달리는 자동차가 더이상 꿈이 아닌 현실이 될 것”이라고 했다.

“인공광합성 연구는 국가간 연구가 치열합니다. 해외에서 주로 태양전지를 사용하는 데 인공광합을 위해 전기에너지를 보조에너지로 사용한다는 것이 앞뒤가 안맞는다고 봅니다.”

박 교수는 “인공광합성 연구를 시작하게 된 동기는 엉뚱한 실수에서 비롯됐다”고 회상했다.

ⓒ게티이미지뱅크

2013년 국내 기업지원을 통해 인공광합성 복합소재를 만들려고 많은 논문을 찾던 중 연구에 참여했던 한 연구자가 연구논문에 쓰여있는 원소 '아르곤(Argon)'을 '에어(Air)'로 잘못 읽고 공기 조건에서 실험을 한 결과 뜻하지 않게 좋을 결과을 얻었다는 것이다.

그는 “어이없는 실수에서 시작된 연구였지만 좋은 성과가 나오면서 지금까지 같은 방법으로 연구를 이어오고 있다”면서 “최근 연구성과는 공기환경에서 전기에너지를 쓰지 않고 탄소 1개로 구성된 지방족산(포름산)부터 6개 탄소로 구성된 지방족산(구연산)까지 생산 가능해 효율과 안정성 측면에서 상업화에 가장 근접한 결과”라고 말했다.

실제로 박 교수가 개발한 인공광합성 광촉매 소재는 10%까지 효율로 4개월간 지속적으로 효율을 유지하는 것으로 나타났다. 대부분 자연광합성과 인공광합성이 1% 효율로 진행되는 것을 감안하면 획기적이다.

박 교수는 “향후 5년 안에 이산화탄소 자원화 공정개발을 위한 핵심소재 기술과 대량화 기술을 확보할 것”이라면서 “불량률을 줄이는 기술이 무엇보다 중요한데 현재 고가 다중탄소화합물을 대용량으로 합성할 수 있는 광촉매시스템 연구를 진행하고 있다”고 밝혔다.

그는 특히 “이번에 개발한 광촉매 개질을 통해 일본 수출규제 물질인 감광액 제조에 필요한 폴리케톤, 방향족 화합물을 오로지 이산화탄소와 물로만 제조할 수 있을 것”이라고 말했다.

박 교수는 “현재 태양광을 활용해 바닷물을 마시는 물로 만들고, 바닷물에서 수소를 뽑아내고, 오염물질을 처리하는 복합기술을 개발할 계획”이라고 덧붙였다.

대구=정재훈기자 jhoon@etnews.com